双组份水性聚氨酯合成和性能的研究

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1、摘要近年来，随着环保法规的不断健全和人们环保意识不断增强，溶剂型聚氨酯的使用越来越受到限制，而双组份水性聚氨酯由于将溶剂型聚氨酯的高性能和低挥发有机物(voc)含量的优点相结合，引起了人们的广泛关注，已经成为国内外热门的研究领域。双组份水性聚氨酯由水性聚氨酯多元醇组分(A组分)和多异氰酸酯组分(B组分)构成。本文利用兼具有良好耐水解性和优良力学性能的聚碳酸酯二醇(PCDL)、聚丙二醇(PPG)、二羟甲基丙酸(DMPA)、甲苯二异氰酸酯(TDI)为预聚原料，三官能度的三羟甲基丙烷(TMP)为扩链剂，并分别以三乙胺、N，N一二甲基乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺为中和剂合成

2、了一系列羟基组分一水性聚氨酯多元醇乳液，然后将其与多异氰酸酯固化剂混合，固化成膜。并讨论了各种因素对乳液及胶膜性能的影响。采用预聚体分散法合成水性聚氨酯多元醇乳液，合成过程中发现，预聚体NCO／OH摩尔比、DMPA含量、中和度、中和剂种类以及以PCDL和PPG的混合物为多元醇时PPG的含量等因素对乳液的分散和稳定性都有很大的影响。而双组份水性聚氨酯胶膜的外观及性能除了受以上因素影响外，还受涂膜厚度及两组份配比(NCO／OH摩尔比)的影响。最后，根据各因素对分散体及胶膜的性能的影响情况，确定了各原料的最佳配比和固化涂膜工艺。结果表明，当以PCDL为多元醇，预聚体中N

3、CO／OH摩尔比为1．9，DMPA含量为5．5％，中和度为100％中和剂为三乙醇胺，涂膜厚度为0．1lmm左右，两组份配比为1．0～1．2时，乳液的稳定性和胶膜的力学性能、耐水性最佳，热稳定性变化不大。关键诃：双组份：水性聚氨酯：中和度：中和剂；拉伸强度；吸水率ABSTRACTInrecentyears，withimprovingenvironmentalregulationsand笋owingawarenessofenvironmentalprotection，theuseoftraditionalsolvent-basedpolyurethanehasbeen

4、regfictedmoreandmore．However,two—componentwaterbornepolyurethane(2K—wPu)whichcombinesthehi曲performanceofsolvent—basedpolyurethanewiththeadvantageoflowvolatileorganiccompounds(Voc)content，hasbeenpaidincreasinglyattentionbyresearchers，andhasbecomeahotresearchfieldathomeandabroad．Two—com

5、ponentwaterbornepolyurethanecomorisesofwaterbornepolyurethanepolyolsandpolyisocyanates．Inthispaper,aseriesofhydroxylcomponent-hydroxyterminatedwaterbornepolyurethanedispersionswerepreppedusingpolycarbonatediol(PCDL)，gatherpropyleneglycol(PPG)，dimethylolpropionicacid(DMPA)andtoluenedii

6、socyanate(TDI)asprepolymerizationmaterial，trifunctionaltrimethylolpropane(TMP)aschainextensionagent,andneutralizersuchastriethylamine(TEa)，N，N-dknethylethanolamine，diethanolamine，andtriethanolamine．Andthenthedispersionsweremixedwithpolyisocyanatescuringagenttoprepare2K—WPUfdrns．Finall

7、y，effectsofvatiousfactorsontheperformanceofthedispersionsand2K-WPUfilmswerestudied．GreateffectsofthemolratioofNCOtoOHinpre-polymer,thecontentofdimethyloipionicacid(I)MPA)，thedegreeofneutralization,thespeciesofneutralizerandthecontentofPPGinthemixtureofPCDLandPPGonthestabilityperforman

8、ceofh